地理信息系统的设计与评价

第七章 地理信息系统的设计与评价应用型GIS设计概述 应用型GIS设计概述 GIS 地理信息系统的设计 地理信息的标准化 地理信息系统的评价

应用型GIS设计概述 §7-1 应用型 设计概述1.1 系统设计的目的定义： 定义： 应用型地理信息系统， 应用型地理信息系统，是指在工具型或基础型地理信 息系统的基础上，经过二次开发， 息系统的基础上，经过二次开发，建成满足专门用户 解决一类或多类实际问题的地理信息系统。 解决一类或多类实际问题的地理信息系统。 设计目的： 设计目的： 是为了建立业务化的运行系统， 是为了建立业务化的运行系统，以实现业务操作的手 工模式向信息化模式的根本转变，实现管理和决策的 工模式向信息化模式的根本转变， 高效率和科学化。 高效率和科学化。

分类空间事物处理系统( ):通过应用 的数据库技术， 空间事物处理系统(STPS):通过应用 ):通过应用GIS的数据库技术， 的数据库技术 实现由传统的事务处理向计算机处理的转换，通常在房产、 实现由传统的事务处理向计算机处理的转换，通常在房产、 地籍等部门有着广泛的应用。 地籍等部门有着广泛的应用。 空间管理信息系统( ):实现空间信息管理的高效 空间管理信息系统(SMIS):实现空间信息管理的高效 ): 模型开发和空间数据的动态更新， 率、模型开发和空间数据的动态更新，其功能不但表现为 数据的查询和统计，还具有专业模型分析应用等功能， 数据的查询和统计，还具有专业模型分析应用等功能，在 城市规划、土地利用、道路交通管理、管网规划管理等领 城市规划、土地利用、道路交通管理、 域有广泛的应用。 域有广泛的应用。 空间决策支持系统( ):主要用以解决半结构化和非 空间决策支持系统(SDSS):主要用以解决半结构化和非 ): 结构化的决策问题，除了需要利用GIS的数据库和空间分 结构化的决策问题，除了需要利用 的数据库和空间分 析技术，模型库及其管理系统是决策支持系统的核心，在 析技术，模型库及其管理系统是决策支持系统的核心， 宏观决策、行业发展规划等领域具有广泛的应用需求。 宏观决策、行业发展规划等领域具有广泛的应用需求。

1.2 系统设计的特点GIS处理的是空间数据，具有数据量庞大、 GIS处理的是空间数据，具有数据量庞大、实 处理的是空间数据 体类型繁多、 体类型繁多、实体间的关联复杂等特点 GIS设计以空间数据为驱动 GIS设计以空间数据为驱动 GIS工程投资大、周期长、风险大、 GIS工程投资大、周期长、风险大、涉及部门 工程投资大 繁多

1.3 系统设计的模

式结构化的系统设计模式(1972年Calkins提出) 结构化的系统设计模式(1972年Calkins提出) 提出 通过访问用户，调查用户的需求和数据源， 通过访问用户，调查用户的需求和数据源，确定系 统的目的、 统的目的、要求和规定 描述和评价与系统设计过程有关的资源和限定因素， 描述和评价与系统设计过程有关的资源和限定因素， 例如现有的硬件、软件和有关的政治、法律因素等 例如现有的硬件、软件和有关的政治、 说明和评价所拟定的不同系统， 说明和评价所拟定的不同系统，这些系统能够满足 所规定的要求 对拟定的系统作最后的评价， 对拟定的系统作最后的评价，从中选择一个运行的 系统

结构化的系统设计模式特点： 结构化的系统设计模式特点： 强调用户的调查和系统功能需求的分析。 强调用户的调查和系统功能需求的分析。 在系统设计的各个阶段都要写成有关的文 以便进行评价。 件，以便进行评价。用户要参与系统的设 以免系统设计的失误。 计，以免系统设计的失误。

修改后的GIS设计模式 修改后的GIS设计模式 GIS 目的与任务 概念的定义 功能的要求输入来源 格式、数据量、 格式、数据量、用户 功能需要的处理步骤 功能成功地实现所需要的条件 功能生成的数据

性能测定系统的正常操作条件 重点测试， 重点测试，包括最坏情况和极端操作条件 逻辑测试 线路测试

修改后的GIS设计模式特点： 修改后的GIS设计模式特点： GIS设计模式特点强调对现有的各个组成部分，包括硬件、 强调对现有的各个组成部分，包括硬件、软 件和数据库， 件和数据库，认真深入地评价其满足系统功 能的程度，保证所设计系统的实用可能， 能的程度，保证所设计系统的实用可能，以 及有效地处理数据等要求。 及有效地处理数据等要求。

1.4 系统设计的流程系统分析 系统设计 系统实施 系统运行与维护

1.5 设计方法结构化生命周期法：系统设计按阶段进行， 结构化生命周期法：系统设计按阶段进行，预 先规定每一阶段的开发目标和任务， 先规定每一阶段的开发目标和任务，然后按照 一定的准则顺序开发实施 类型：自顶向下方法、 类型：自顶向下方法、自底向上方法

原型化设计法：根据用户提出的需求， 原型化设计法：根据用户提出的需求，由用户与 开发人员共同商定其中重要和基本的开发目标， 开发人员共同商定其中重要和基本的开发目标， 然后选择一个试验区，设计出初步方案， 然后选择一个试验区，设计出初步方案，在较短 时间内开发出一个能满足用户基本需求的初步原 型或系统雏形，交用户试用， 型或系

统雏形，交用户试用，经过一段时间的运 行后，根据用户意见对原型加以修改或扩充， 行后，根据用户意见对原型加以修改或扩充，产 生一个新的原型版本，如此反复和迭代， 生一个新的原型版本，如此反复和迭代，最后形 成一个比较完善和质量较高的应用型地理信息系 统 类型：研究型原型、实验型原型、 类型：研究型原型、实验型原型、进化型原型

设计方法 特性 开发过程

结构化生命周期法 线性、固定次序 线性、 是一种较为成熟和完善 的管理模式， 的管理模式，整体性好 缺乏灵活性； 缺乏灵活性；难修改和 维护；模块重用性差； 维护；模块重用性差； 开发周期长 功能和性能明确完整、 功能和性能明确完整、 无重大变化的软件开发

原型化设计法 简单到复杂、 简单到复杂、部分 到全面 具有一定灵活性和 可修改性；增进了 可修改性； 开发人员和用户对 系统需求的理解 整体性差； 整体性差；由于不 断地对原型进行修 改完善，工作的重 改完善， 复率高， 复率高，工作量大 需求不明确， 需求不明确，设计 方案是有一定风险 的中小型软件开发

优点

缺点

适用性

GIS设计的基本原则 1.6 GIS设计的基本原则标准化 先进性 兼容性 高效率 可靠性 通用性

§7-2 地理信息系统的设计2.1 系统分析系统分析的任务是对系统用户进行需求调查和可行性分 最后提出新系统的目标和结构方案。 析，最后提出新系统的目标和结构方案。 用户需求调查 Who——谁使用该系统 谁使用该系统 Who What——新系统需要具有哪些功能和条件 新系统需要具有哪些功能和条件 What Why——为什么需要这些功能和条件 为什么需要这些功能和条件 Why Where——新系统需要的资源从哪里获得 Where 新系统需要的资源从哪里获得 Quality——系统需要具有的技术指标、性能和可靠 系统需要具有的技术指标、 Quality 系统需要具有的技术指标 性要求等

可行性分析 新系统的社会、 新系统的社会、经济效益分析 阐明用户部门、社会对系统需要，技术市场的状况， 阐明用户部门、社会对系统需要，技术市场的状况， 经济上的意义、 经济上的意义、学术上的意义 该任务的人员，质和量方面是否足以完成该任务 该任务的人员， 技术上的关键问题及难点何在？ 技术上的关键问题及难点何在？是否都能予以适当 解决？解决计划如何？ 解决？解决计划如何？ 资料和数据的总量，可获取的资料、 资料和数据的总量，可获取的资料、数据清单

软件系统和开发能力能否切实并留有余地地完成该 系统的各项要求 所能够拥有的硬件的能力能否充分保证系统的各项 指标 所提供

的经费是否能略有余地地保证任务完成及新 系统产生效益估计 任务的时间计划表是否合理并有适度余量 最后将系统分析的结果写成可行性分析报告， 最后将系统分析的结果写成可行性分析报告，为系统 立项提供依据

2.2 系统设计1、总体设计：逻辑设计 总体设计： 用户需求 系统目标 总体结构 系统配置 数据库设计 系统功能 经费和管理 总体设计完成后，撰写系统总体设计方案， 总体设计完成后 ，撰写系统总体设计方案， 提供专家论证 和评审。

2、详细设计 ：实际设计详细设计的任务是根据总体设计的方案确定的目标和阶 段开发计划，紧密结合特定的硬件、 段开发计划，紧密结合特定的硬件、基础软件和规范标 进行子系统和数据库等的详细设计， 准，进行子系统和数据库等的详细设计，用于指导系统 的开发。 的开发。 子系统设计 数据库设计 功能模块设计 用户界面设计

2.3 系统实施系统实施是按照详细设计方案确定的目标、 系统实施是按照详细设计方案确定的目标、内容和 方法， 方法，分阶段完成系统开发的过程 系统硬件和软件的引进和调试 系统数据库的建立 应用管理系统的开发 系统测试和联调 系统验收和鉴定

2.4 系统运行和维护 纠错 完善和适应性维护 硬件设备的维护 数据更新

§7-3 地理信息的标准化3.1 地理信息标准化的意义和作用促进空间数据的使用及交换数据质量 数据库设计 数据档案 数据格式 数据的可视化 数据产品的测评

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